[发明专利]一种用于锂电池的Si/C层状结构负极活性材料及制备方法

摘要

本发明属于锂电池的负极材料的制备技术领域，提供了一种用于锂电池的Si/C层状结构负极活性材料及制备方法。该方法将片状单晶硅与石墨、粘接剂及导电剂混合后，在铜箔集流体上涂覆并干燥后得到的复合极片作为基底，在完全隔绝空气的条件下，以甲烷和乙硼烷为原料进行化学气相沉积反应，在基底上形成薄膜层状结构；通过3‑5次涂覆、沉积，再经连续三步压辊压实，烘干后得到Si/C层状结构负极活性材料。通过引入导电剂单质硼，在锂脱嵌过程中其可与锂结合，从而抑制锂晶枝的生长，使得活性负极的循环性能得到改善。通过化学气相沉积形成薄膜层状结构，可降低内阻，明显提高其电导率和电子迁移率，从而进一步实现充放电容量及效率的提高。

主权项

一种用于锂电池的Si/C层状结构负极活性材料的制备方法，其特征是:将片状单晶硅与石墨、粘接剂及导电剂混合后，在铜箔集流体上涂覆并干燥后得到的复合极片作为基底，在完全隔绝空气的条件下，以甲烷和乙硼烷为原料进行化学气相沉积反应，在基底上形成薄膜层；反复涂覆、沉积后，再经三级压辊压实，烘干后即得Si/C层状结构负极活性材料；具体制备步骤如下：（1）用去离子水对片状单晶硅及石墨粉末进行水洗，然后用稀盐酸进行酸洗，再水洗至中性；然后将片状单晶硅与石墨、粘接剂、导电剂按一定的质量比例混合，配合适量的去离子水得到预制浆料，备用；（2）将步骤（1）制备的预制浆料，涂覆于铜箔集流体上，升高温度进行干燥，一定时间后得到复合极片；（3）在完全隔绝空气的密闭反应器内，以步骤（2）所得的复合极片为基底，甲烷和乙硼烷按一定比例组成气体原料，在载体气体的保护下，于一定的压力及温度下进行化学气相沉积反应，合理控制气体流速及沉积时间，在复合极片上生成的碳和硼薄膜层；（4）在步骤（3）得到的薄膜层上涂覆由步骤（1）预制的浆料，干燥后，再次将甲烷和乙硼烷按一定比例组成气体原料，在载体气体的保护下，于一定的压力及温度下进行化学气相沉积反应，合理控制气体流速及沉积时间，生成的碳和硼薄膜层；（5）重复步骤（4）涂覆、沉积3‑5次，采用三级压辊压实，然后进行烘干，得到用于锂电池的Si/C层状结构负极活性材料。